Výběr ohřívače
Hlavním důvodem zamrzání potrubí je nedostatečná rychlost cirkulace nosiče energie. V tomto případě může při teplotách vzduchu pod nulou začít proces krystalizace kapaliny. Kvalitní tepelná izolace potrubí je tedy životně důležitá.
Naše generace má naštěstí neuvěřitelné štěstí. V nedávné minulosti byla izolace potrubí prováděna pouze jednou technologií, protože izolace byla pouze jedna - skelná vata. Moderní výrobci tepelně izolačních materiálů nabízejí prostě nejširší výběr izolací potrubí, které se liší složením, vlastnostmi a způsobem aplikace.
Není úplně správné je mezi sebou srovnávat a tím spíše tvrdit, že jeden z nich je nejlepší. Podívejme se tedy jen na druhy izolačních materiálů potrubí.
Podle rozsahu:
- pro rozvody studené a teplé vody, parovody systémů ústředního vytápění, různá technická zařízení;
- pro kanalizační a kanalizační systémy;
- pro potrubí ventilačních systémů a mrazicích zařízení.
Vzhled, který v zásadě okamžitě vysvětluje technologii použití ohřívačů:
- válec;
- listnatý;
- kryt;
- lití;
- kombinované (to se spíše již týká způsobu izolace potrubí).
Hlavními požadavky na materiály, ze kterých je izolace potrubí vyrobena, je nízká tepelná vodivost a dobrá požární odolnost.
Následující materiály splňují tato důležitá kritéria:
Minerální vlna. Nejčastěji se prodává ve formě rohlíků. Vhodné pro izolaci potrubí vysokoteplotním chladivem. Pokud však používáte minerální vlnu pro izolaci potrubí ve velkých objemech, pak tato možnost nebude z hlediska úspor příliš zisková. Tepelná izolace z minerální vlny se vyrábí navinutím s následným upevněním syntetickým provázkem nebo nerezovým drátem.
Na fotografii potrubí izolované minerální vlnou
Může být použit při nízkých i vysokých teplotách. Vhodné pro ocelové, kovoplastové a jiné polymerové trubky. Další pozitivní vlastností je, že pěnový polystyren má válcový tvar a jeho vnitřní průměr lze zvolit tak, aby odpovídal velikosti jakékoli trubky.
Penoizol. Podle svých vlastností úzce souvisí s předchozím materiálem. Způsob instalace penoizolu je však zcela odlišný - jeho aplikace vyžaduje speciální instalaci stříkáním, protože se jedná o složkovou kapalnou směs. Po vytvrzení penoizolu se kolem trubky vytvoří vzduchotěsná skořepina, která téměř nepropouští teplo. Výhodou je zde také chybějící dodatečné zapínání.
Penoizol v akci
Fóliová pěna. Nejnovější vývoj v oblasti izolačních materiálů, ale již získal své fanoušky mezi ruskými občany. Penofol se skládá z leštěné hliníkové fólie a vrstvy polyetylenové pěny.
Takový dvouvrstvý design nejenže zadržuje teplo, ale funguje dokonce jako jakýsi ohřívač! Jak víte, fólie má vlastnosti odrážející teplo, což umožňuje akumulovat a odrážet teplo na izolovaný povrch (v našem případě se jedná o potrubí).
Fóliový penofol je navíc šetrný k životnímu prostředí, mírně hořlavý, odolný vůči teplotním extrémům a vysoké vlhkosti.
Jak vidíte, materiálů je spousta! Existuje spousta možností, jak izolovat potrubí. Při výběru ale nezapomeňte vzít v úvahu vlastnosti prostředí, vlastnosti izolace a její snadnost instalace. No, nebylo by na škodu vypočítat tepelnou izolaci potrubí, aby bylo vše provedeno správně a spolehlivě.
Pokládka izolace
Výpočet izolace závisí na tom, která pokládka je použita. Může být vnější nebo vnitřní.
Pro ochranu topných systémů se doporučuje vnější izolace. Aplikuje se podél vnějšího průměru, poskytuje ochranu před tepelnými ztrátami, výskytem stop koroze. K určení objemu materiálu stačí vypočítat povrch trubky.
Tepelná izolace udržuje teplotu v potrubí bez ohledu na vliv okolních podmínek.
Vnitřní pokládka se používá pro vodovodní potrubí.
Dokonale chrání před chemickou korozí, zabraňuje tepelným ztrátám z teplovodních tras. Obvykle se jedná o nátěrový materiál ve formě laků, speciálních cementově pískových malt. Výběr materiálu lze také provést v závislosti na tom, jaké těsnění bude použito.
Nejčastěji je požadováno pokládání kanálů. K tomu jsou předem uspořádány speciální kanály a v nich jsou umístěny stopy. Metoda bezkanálové pokládky se používá méně často, protože k provádění prací je zapotřebí speciální vybavení a zkušenosti. Metoda se používá, když není možné provádět výkopové práce.
Montáž izolace
Výpočet množství izolace do značné míry závisí na způsobu její aplikace. Záleží na místě aplikace - na vnitřní nebo vnější izolační vrstvu.
Můžete to udělat sami nebo použít program - kalkulačku pro výpočet tepelné izolace potrubí. Povlak na vnějším povrchu se používá pro horkovodní potrubí při vysokých teplotách, aby bylo chráněno před korozí. Výpočet touto metodou je omezen na určení plochy vnějšího povrchu vodovodního systému, aby se určila potřeba na lineární metr potrubí.
U potrubí pro vodovodní potrubí se používá vnitřní izolace. Jeho hlavním účelem je chránit kov před korozí. Používá se ve formě speciálních laků nebo cemento-pískové kompozice s vrstvou o tloušťce několika mm.
Výběr materiálu závisí na způsobu pokládky - kanálový nebo bezkanálový. V prvním případě jsou na dno otevřeného příkopu umístěny betonové podnosy pro umístění. Výsledné žlaby jsou uzavřeny betonovými kryty, po kterých je kanál naplněn dříve vykopanou zeminou.
Bezkanálová pokládka se používá v případě, kdy není možné kopat hlavní topení.
To vyžaduje speciální technické vybavení. Výpočet objemu tepelné izolace potrubí v online kalkulačkách je poměrně přesný nástroj, který vám umožní vypočítat množství materiálů, aniž byste se museli potýkat se složitými vzorci. Míry spotřeby materiálu jsou uvedeny v příslušném SNiP.
Zveřejněno: 29. prosince 2017
(4 hodnocení, průměr: 5,00 z 5) Načítání…
- Datum: 15-04-2015Zobrazeno: 139Komentářů: Hodnocení: 26
Správný výpočet tepelné izolace potrubí může výrazně zvýšit životnost potrubí a snížit jejich tepelné ztráty.
Aby však nedošlo k chybám ve výpočtech, je důležité vzít v úvahu i drobné nuance.
Tepelná izolace potrubí zabraňuje tvorbě kondenzátu, snižuje výměnu tepla potrubí s okolím a zajišťuje provozuschopnost komunikací.
Možnosti izolace potrubí
Nakonec zvažte tři efektivní způsoby tepelné izolace potrubí.
Možná vás některý z nich osloví:
- Izolace topným kabelem. Kromě tradičních izolačních metod existuje i taková alternativní metoda. Použití kabelu je velmi pohodlné a produktivní vzhledem k tomu, že ochrana potrubí před zamrznutím trvá pouhých šest měsíců. V případě topných trubek kabelem dochází k výrazné úspoře úsilí a peněz, které by bylo nutné vynaložit na zemní práce, izolační materiál a další body. Návod k obsluze umožňuje umístění kabelu jak vně trubek, tak i uvnitř nich.
Dodatečná tepelná izolace topným kabelem
- Oteplování vzduchu.Chyba moderních zateplovacích systémů je tato: často se nebere v úvahu skutečnost, že zamrzání půdy probíhá podle principu „shora dolů“. Proud tepla přicházející z hlubin země směřuje k procesu zamrzání. Ale vzhledem k tomu, že izolace se provádí ze všech stran potrubí, ukazuje se, že ho izoluji i od stoupajícího tepla. Proto je racionálnější namontovat ohřívač ve formě deštníku přes potrubí. V tomto případě bude vzduchová vrstva jakýmsi tepelným akumulátorem.
- "Trubka v trubce". Zde je další potrubí položeno v polypropylenových trubkách. Jaké jsou výhody této metody? Za prvé, mezi plusy patří skutečnost, že potrubí lze v každém případě zahřát. Vytápění je navíc možné pomocí sacího zařízení teplého vzduchu. A v nouzových situacích můžete rychle natáhnout nouzovou hadici, čímž předejdete všem negativním bodům.
Izolace potrubí v potrubí
Výpočet objemu izolace potrubí a pokládka materiálu
- Druhy izolačních materiálů Pokládka izolace Výpočet izolačních materiálů pro potrubí Odstranění vad izolace
Izolace potrubí je nezbytná pro výrazné snížení tepelných ztrát.
Je nutný předběžný výpočet objemu izolace potrubí. To umožní nejen optimalizovat náklady, ale také zajistit kompetentní výkon práce a udržovat potrubí ve správném stavu. Správně zvolený materiál může zabránit korozi, zlepšit tepelnou izolaci.
Schéma izolace potrubí.
Dnes lze k ochraně kolejí použít různé druhy nátěrů. Je ale potřeba přesně vzít v úvahu, jak a kde budou komunikace probíhat.
U vodovodního potrubí lze použít dva druhy ochrany najednou – vnitřní nátěr a vnější. Pro topné trasy se doporučuje použít minerální vlnu nebo skelnou vlnu a pro průmyslové pořídit polyuretanovou pěnu. Výpočty se provádějí různými metodami, vše závisí na typu zvoleného povlaku.
Charakteristika pokládky sítí a normativní metodika výpočtu
Provádění výpočtů pro stanovení tloušťky tepelně izolační vrstvy válcových ploch je poměrně pracný a složitý proces.
Pokud nejste připraveni to svěřit odborníkům, měli byste se zásobit pozorností a trpělivostí, abyste dosáhli správného výsledku. Nejběžnějším způsobem výpočtu tepelné izolace potrubí je výpočet podle normalizovaných ukazatelů tepelných ztrát
Faktem je, že SNiP stanovil hodnoty tepelných ztrát potrubími různých průměrů a různými způsoby jejich pokládky:
Schéma izolace potrubí.
- otevřená cesta na ulici;
- otevřít v místnosti nebo tunelu;
- bezkanálový způsob;
- v neprůchodných kanálech.
Podstatou výpočtu je výběr tepelně izolačního materiálu a jeho tloušťky tak, aby množství tepelných ztrát nepřesáhlo hodnoty předepsané v SNiP. Metodika výpočtu je rovněž upravena regulačními dokumenty, a to příslušným Řádem. Ten nabízí o něco jednodušší metodologii než většina existujících technických odkazů. Zjednodušení jsou uzavřena v těchto okamžicích:
Tepelná ztráta při ohřevu stěn potrubí médiem v něm dopravovaným je zanedbatelná ve srovnání se ztrátami, které se ztrácejí ve vnější izolační vrstvě. Z tohoto důvodu je dovoleno je ignorovat.
Naprostá většina všech procesních a síťových potrubí je vyrobena z oceli, její odolnost proti přenosu tepla je extrémně nízká. Zvláště ve srovnání se stejným indikátorem izolace
Proto se odpor kovové stěny trubky proti přenosu tepla nedoporučuje brát v úvahu.
Tepelný výpočet tepelné sítě
Pro tepelný výpočet použijeme následující údaje:
· teplota vody v přívodním potrubí 85 °C;
· teplota vody ve vratném potrubí 65 оС;
· průměrná teplota vzduchu za topné období Moldavské republiky +0,6 °C;
Vypočítejte ztráty neizolovaného potrubí. Přibližné stanovení tepelných ztrát na 1 m neizolovaného potrubí v závislosti na rozdílu teplot mezi stěnou potrubí a okolním vzduchem lze provést pomocí nomogramu. Hodnota tepelné ztráty určená nomogramem se vynásobí korekčními faktory:
kde: A - korekční faktor zohledňující teplotní rozdíl, A=0,91;
b je korekce na záření, pro d= 45 mm a d= 76 mm b= 1,07 a pro d= 133 mm b=1,08;
l — délka potrubí, m.
Tepelné ztráty 1 m neizolovaného potrubí, stanovené nomogramem:
pro d= 133 mm Qnom= 500 W/m; pro d= 76 mm Qnom=350 W/m; pro d= 45 mm Qnom= 250 W/m.
Vzhledem k tomu, že tepelné ztráty budou na přívodním i vratném potrubí, je třeba tepelné ztráty vynásobit 2:
kW.
Pro tepelné ztráty závěsných podpěr atd. K tepelným ztrátám nejvíce neizolovaného potrubí se připočte 10 %.
kW.
Normativní hodnoty průměrných ročních tepelných ztrát pro tepelnou síť při nadzemní pokládce se určují podle následujících vzorců:
kde: , - normativní průměrné roční tepelné ztráty přívodního a vratného potrubí nadzemních pokládkových sekcí, W;
, - normativní hodnoty měrných tepelných ztrát dvoutrubkových sítí ohřevu vody, respektive přívodního a vratného potrubí pro každý průměr potrubí pro nadzemní pokládku, W / m, určené;
l - délka úseku topné sítě, charakterizovaná stejným průměrem potrubí a typem těsnění, m;
— součinitel místních tepelných ztrát s přihlédnutím k tepelným ztrátám armatur, podpěr a kompenzátorů. Hodnota koeficientu v souladu s se bere pro nadzemní uložení 1,25.
Výpočet tepelných ztrát izolovaných vodovodních potrubí je shrnut v tabulce 3.4.
Tabulka 3.4 - Výpočet tepelných ztrát izolovaných vodovodních potrubí
|
dn, mm |
, W/m |
, W/m |
l, m |
,W |
, W |
|
133 |
59 |
49 |
92 |
6,79 |
5,64 |
|
76 |
41 |
32 |
326 |
16,71 |
13,04 |
|
49 |
32 |
23 |
101 |
4,04 |
2,9 |
Průměrná roční tepelná ztráta izolované tepelné sítě bude 49,12 kW/an.
Pro hodnocení účinnosti izolační konstrukce se často používá ukazatel nazývaný faktor izolační účinnosti:
kde QG ,Qa - tepelné ztráty neizolovaného a izolovaného potrubí, W.
Faktor účinnosti izolace:
Metoda výpočtu jednovrstvé tepelně izolační konstrukce
Základní vzorec pro výpočet tepelné izolace potrubí ukazuje vztah mezi velikostí tepelného toku ze stávajícího potrubí, pokrytého vrstvou izolace, a jeho tloušťkou. Vzorec se použije, pokud je průměr potrubí menší než 2 m:
Vzorec pro výpočet tepelné izolace potrubí.
ln B = 2πλ [K(tt - t®) / qL - Rn]
V tomto vzorci:
- λ je tepelná vodivost izolace, W/(m ⁰C);
- K je bezrozměrný koeficient dodatečných tepelných ztrát prostřednictvím upevňovacích prvků nebo podpěr, některé hodnoty K lze převzít z tabulky 1;
- t je teplota dopravovaného média nebo chladiva ve stupních;
- to je teplota venkovního vzduchu, ⁰C;
- qL je hodnota tepelného toku, W/m2;
- Rn - odolnost proti přenosu tepla na vnějším povrchu izolace, (m2 ⁰C) / W.
stůl 1
| podmínky pokládky potrubí | Hodnota koeficientu K |
| Ocelové potrubí otevřeně podél ulice, podél kanálů, tunelů, otevřeně uvnitř na posuvných podpěrách o jmenovitém průměru do 150 mm. | 1.2 |
| Ocelové potrubí otevřeně podél ulice, podél kanálů, tunelů, otevřeně uvnitř na posuvných podpěrách o jmenovitém průměru 150 mm nebo více. | 1.15 |
| Ocelové potrubí otevřeně podél ulice, podél kanálů, tunelů, otevřeně v místnostech na zavěšených podpěrách. | 1.05 |
| Nekovová potrubí uložená na závěsných nebo posuvných podpěrách. | 1.7 |
| Bezkanálová metoda pokládky. | 1.15 |
Hodnota tepelné vodivosti izolace λ je referenční v závislosti na zvoleném tepelně izolačním materiálu. Teplotu dopravovaného média t se doporučuje brát jako průměrnou během roku a venkovního vzduchu t jako průměrnou roční.Pokud izolované potrubí vede uvnitř, pak je okolní teplota stanovena projektovou specifikací a v případě její nepřítomnosti se předpokládá +20°C. Index odolnosti proti přenosu tepla na povrchu tepelně izolační konstrukce Rn pro podmínky pokládky podél ulice lze převzít z tabulky 2.
tabulka 2
| Rn, (m2 ⁰C) / W | DN32 | DN40 | DN50 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 | DN400 | DN500 | DN600 | DN700 |
| tt = 100 °C | 0.12 | 0.10 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.017 | 0.015 |
| tt = 300 °C | 0.09 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.015 | 0.013 |
| tt = 500 °C | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.016 | 0.014 | 0.012 |
Poznámka: Hodnota Rн při středních hodnotách teploty chladicí kapaliny se vypočítá interpolací. Pokud je teplotní index nižší než 100 ⁰C, je hodnota Rn brána jako pro 100 ⁰C.
Ukazatel B by se měl vypočítat samostatně:
Tabulka tepelných ztrát pro různé tloušťky potrubí a tepelné izolace.
B = (dout + 2δ) / dtr, zde:
- diz je vnější průměr tepelně izolační konstrukce, m;
- dtr je vnější průměr chráněného potrubí, m;
- δ je tloušťka tepelně-izolační konstrukce, m.
Výpočet tloušťky izolace potrubí začíná stanovením indexu ln B, dosazením do vzorce hodnoty vnějších průměrů potrubí a tepelně izolační konstrukce, jakož i tloušťky vrstvy, po které se ln Parametr B se zjistí z tabulky přirozených logaritmů, dosadí se do hlavního vzorce spolu s normalizovaným indexem tepelného toku qL a provede se výpočet. To znamená, že tloušťka tepelné izolace potrubí musí být taková, aby pravá a levá část rovnice byly identické. Tuto hodnotu tloušťky je třeba vzít pro další vývoj.
Uvažovaná výpočtová metoda aplikovaná na potrubí o průměru menším než 2 m. U potrubí o větším průměru je výpočet izolace poněkud jednodušší a provádí se jak pro rovný povrch, tak s použitím jiného vzorce:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
V tomto vzorci:
- δ je tloušťka tepelně izolační konstrukce, m;
- qF je hodnota normalizovaného tepelného toku, W/m2;
- ostatní parametry jsou stejné jako ve výpočtovém vzorci pro válcovou plochu.
Metoda výpočtu vícevrstvé tepelně izolační konstrukce
Izolační stůl pro měděné a ocelové trubky.
Některá přepravovaná média mají dostatečně vysokou teplotu, která se téměř beze změny přenáší na vnější povrch kovové trubky. Při výběru materiálu pro tepelnou izolaci takového objektu čelí takovému problému: ne každý materiál je schopen odolat vysokým teplotám, například 500-600⁰C. Výrobky schopné kontaktu s tak horkým povrchem zase nemají dostatečně vysoké tepelně izolační vlastnosti a tloušťka konstrukce se ukáže jako nepřijatelně velká. Řešením je použití dvou vrstev z různých materiálů, z nichž každá plní svou funkci: první vrstva chrání horký povrch před druhou a druhá chrání potrubí před účinky nízkých venkovních teplot. Hlavní podmínkou pro takovou tepelnou ochranu je, aby teplota na rozhraní vrstev t1,2 byla přijatelná pro materiál vnějšího izolačního povlaku.
Pro výpočet tloušťky izolace první vrstvy se použije výše uvedený vzorec:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
Druhá vrstva se vypočítá podle stejného vzorce s tím, že se místo povrchové teploty potrubí tт dosadí teplota na rozhraní dvou tepelně izolačních vrstev t1,2. Pro výpočet tloušťky první vrstvy izolace pro válcové povrchy trubek o průměru menším než 2 m se používá vzorec stejného typu jako pro jednovrstvou konstrukci:
ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]
Dosazením hodnoty ohřevu rozhraní dvou vrstev t1,2 a normalizované hodnoty hustoty tepelného toku qL místo teploty okolí se zjistí hodnota ln B1. Po určení číselné hodnoty parametru B1 pomocí tabulky přirozených logaritmů se tloušťka izolace první vrstvy vypočítá podle vzorce:
Podklady pro výpočet tepelné izolace.
δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2
Výpočet tloušťky druhé vrstvy se provádí pomocí stejné rovnice, pouze nyní místo teploty chladicí kapaliny tt působí teplota rozhraní dvou vrstev t1,2:
ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]
Výpočty se provádějí podobným způsobem a tloušťka druhé tepelně izolační vrstvy se vypočítá podle stejného vzorce:
52 = dout2 (B2 - 1) / 2
Ruční provádění takto složitých výpočtů je velmi obtížné a ztrácí se mnoho času, protože v celé trase potrubí se jeho průměry mohou několikrát změnit. Z důvodu úspory mzdových nákladů a času na výpočet tloušťky izolace technologických a síťových potrubí se proto doporučuje používat osobní počítač a specializovaný software. Pokud žádný neexistuje, lze výpočetní algoritmus zadat do programu Microsoft Excel a rychle a úspěšně získat výsledky.
